现代大跨度空间钢结构施工技术.pdf

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1、施工技术蠢阿目麓瞄2013年4月【文章编号】1673—0038(2013)12—0094—02现代大跨度空问钢结构施工技术赵亮(重庆吉祥建筑工程有限公司重庆九龙坡401326)摘要：大跨度空间结构是指具有不宜分解为平面结构体系的三维形体，具有三维受力性能并且能跨越很大的空间，在载荷作用下呈空间工作的结构。本文在分析大跨度空间钢结构的施工控制理论和方法的基础上，结合目前我国大跨度钢结构的施工技术特点，建立一个基于闭环控制方法的大跨度空间钢结构的施工控制系统，并对该控制系统的构成和工作原理进行阐述，分析大跨度空间钢结构施工技术的关键点，最后提出关于大跨度空间钢结构

2、施工控制的建议。关键词：大跨度空间结构；钢结构；施工控制1前言随着建筑理念的变化，目前出现了很多新型建筑，尤其是机场建筑、体育场馆、会展中心等大型的公共建筑的屋盖结构体系均选用大跨度复杂的空间钢结构。由于美学要求和功能多样化引发了建筑施工技术的变革，这种变革不仅仅是在施工手段上的简单更新，而是将新的钢结构制造技术，非对称整体提升、曲线滑移等新施工技术，计算机动态控制等技术应用于工程实践中，使建筑行业摆脱传统的施工手段，向机械化、跨行业、高科技的领域迈进fJ】。因此，施工单位要想在市场的激烈竞争中立足，就必须根据工程需要不断地进行施工新技术的尝试及创新。由于施工

3、过程中对施工控制不够重视以及施工控制相对落后，导致在施工过程中常出现质量问题，甚至危及到生命。因此在施工过程中充分了解各部分结构的设计状态和性能，正确地选择安装方法，实时监督结构施工过程的不同工作状态，检查安装过程中的安全性，跟踪控制施工过程，因此就会避免悲剧的发生。无论是从安全施工的角度，还是施工质量的角度，对大跨度空间结构的实施施工过程控制都显得尤为重要。2大跨度空间钢结构的特点我国大跨度空间钢结构基础薄弱，但随着国家经济实力的增强以及社会发展需要，近10年取得了迅猛的发展。尤其是2008年奥运场馆的建设为我国大跨度空间钢结构的发展提供了良好的机遇，给中国

4、的建筑结构技术提供一个展现的机会，涌现出大量技术先进、结构新颖的建筑物，同时也给施工单位带来巨大的挑战和机遇。随着国家奥运会主体育场“鸟巢”和游泳中心“水立方”等体育场馆主体结构的完工，展现出来的磅礴气势，充分显示了中国人民的聪明才智。纵观这些现代大跨度空间钢结构的设计与施工，所呈现的主要特点如下：2．1结构形式多样化和复杂化现代大跨度空间钢结构并不局限于传统的单一结构形式，新的结构形式及形式各异的组合结构不断涌现。“鸟巢”采用复杂的扭曲空间桁架结构；“水立方”采用基于泡沫理论的多面体空间刚架结构。2．2钢材等级高、结构跨度大、钢板厚·94·由于现代对建筑审美

5、及功能的需要，现代空问钢结构的跨度越来越大，短向跨度超过百米的建筑已经屡见不鲜，如国家体育场“鸟巢”的跨度为296m，国家游泳中心的跨度为177m等。这些大跨度的空间钢结构选用大量的高强度的钢材，而且钢板都很厚，有的甚至超过lOOmm。2．3预应力技术的大量应用预应力作为一项新的技术，得到充分的应用，涌现出了张拉整体结构、索穹项及索膜结构等新型结构。奥运会羽毛球馆(北京工业大学体育馆)选用了世界上跨度最大的弦支穹项钢结构；国家体育馆选用了世界上跨度最大的双向张弦梁结构。2．4节点形式复杂多样为了满足建筑造型需要，现代的空间钢结构大都采用仿生态建筑，同时选用各种

6、节点形式，如锻钢节点、铸钢节点、球铰节点等。2．5构件数量及截面类型多、设计难度大大型工程都是由几万个，甚至-卜多万个构件组成，并且这些构件的尺寸、长度和截面形式均有不同。因此就给施工单位放样带来巨大的困难，而且针对有些弯扭的构件，必须进行专门的试验研究才能够完成。2．6构件的加工难度大，精度要求高大跨度工程均属国家重点工程，要求工程质量相对较高。只有提高构件的加工精度，才能满足工程质量的需求。并且焊缝等级要求达到一级，因此给施工带来极大的难度。2．7现场的焊接工作量大，施工技术难度高为了保证施工的精度，在施工之前都需要进行预拼装，同时现场焊接的工作量特别大。

7、由于跨度大、结构新等特点，为了保证安全、经济，施工中必须采用先进的技术才能保证顺利完成。3大跨度空间钢结构施工的关键技术随着建筑物造型及结构的不断艺术化，现代大跨度空间钢结构形式也随着改变。目前，建筑市场上钢结构主要可分为三类，包括刚性结构体系、柔性结构体系以及刚柔组合结构体系，不同的钢架结构体系在其建造成型过程中所采用的施工方法也不尽相同，在实际施工过程中，施工方必须要保证的是大跨度空间钢结构的安全性及经济性，因此，在现场施工前建筑方必须针对不2013年4月瞳村酋舞礴施工技术同的结构体系选择合理的施工方法，目前，市场上主要的施工技术有：(1)分段吊装钢结构法

8、：近些年国内设计的大型体育场、会展中心